轨迹约束型链输送系统传动特性研究

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1、１密级：学校代码：００６９１２０１５０１９２：类型：学号ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＣＯＭＭＥＲＣＥ硕士学位论文轨迹约束型链输送系统传动特性研究ＳｔｕｄｙｏｎＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆａＣｈａｉｎＣｏｎｖｅｙｏｒｗｉｔｈＰａｔｈＣｏｎｓｔｒａｉｎｔ研宄生：李树境专业名称：轻工过程与装备指导教师：洪林教授二〇一八年五月独创性声明及使用授权声明一、学位论文独创性声明本人所撰写的学位论文是在指导教师的指导下独立完成的研究成果。除己明确标注或得到许可外，所撰写的学位论文中不包含

2、他人己申请学位或其他用途所使用过的成果，不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研宄成果，本人的指导教师对此进行了审定，。对本文的研宂做出重要贡献的个人或集体本人己在文。＝中做出明确的说明并表示谢意如有不实，本人承担相应责任二、学位论文及研宄成果使用授杈声明本人同意授权天津商业大学以非贏利方式保存、使用本人的学位论文的电子版及纸质版■＝授权天津商业大学将本论文的全部内容或部分内容提供给有关方面编入数据库进行检索。、出版及提供信息服务同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。本人在校期间取得的研宄数据、相关成果等知识产权归天津商业大学所有。注：

3、涉及保密的学位论文在解密后适用本授权。對立嫌者龄：；！对毛指导教师签字：曰期：年＜月曰＂分类号：TH132.45学校代码：10069密级：研究生学号：120150192轨迹约束型链输送系统传动特性研究StudyonTransmissionPerformancesofaChainConveyorwithPathConstraint研究生姓名：李树境专业名称：轻工过程与装备指导教师姓名：洪林教授论文提交日期：2018年4月学位授予单位：天津商业大学摘要链传动是机械传动中一种重要的传动方式，广泛应用于农业、军工等领域。在某些应用大节距输送链的场合，常常将链条约束在一条预定轨

4、道内，以减小链条振动，提高其工作性能，并延长其使用寿命。本文从约束轨道的设计，大节距链条的冲击载荷及振动等方面对大节距轨迹约束型链条进行了详细的分析。由于链条多边形效应的存在，其约束轨迹必定为一条不规则的曲线。从大节距轨迹约束型输送链的运动学特性出发，对链条的轨迹补偿作了详细的研究，并得出一系列的计算方法；然后根据运动学特性，对其动力学特性作了一些研究；最后将约束轨迹的计算方法应用到U型输送链补偿轨迹的计算中，得到了在特殊工况下该链条的约束轨迹。运动学特性的分析分为两个部分，第一部分为静态分析，建立包含受约束销轴和自由销轴的输送链模型，首先分析了静态下输送链各个销轴的位置。第二部分为动态分

5、析，根据其坐标，计算了在一个周期内链条绕上链轮时销轴的运动速度和位移，建立了每个销轴在运动状态下的数学模型，提出由于链传动的多边形效应，自由销轴的运动轨迹应包含上下两部分，其补偿轨迹也应该分开进行计算。在静态分析中，针对链传动数学模型中非线性方程组难以求解的问题，提出一种近似解法。在动态分析中，轨迹约束型输送链动态分析的关键就在于对链条链轮过渡位置速度的求解。针对大节距轨迹约束型输送链多边形效应严重的问题，从两个方面出发，研究了减小多边形效应的方法。一方面建立三种不同装配方式的轨迹约束型输送链模型，另一方面改变链节绕上及绕下链轮的时序。应用Matlab软件建立以上各种链条的数学模型，分别计

6、算出在一个周期内链条绕上及绕下链轮时销轴运动速度，并通过对比两销轴速度差的波动来检测其多边形效应的强弱，排除不合适的方案，最终得到一种能减小链条多边形效应的方法。因多边形效应的存在，输送链尤其是大节距输送链在运动过程中始终承受周期性的冲击载荷。针对此问题，建立了大节距轨迹约束型输送链模型。通过分析，将该模型分为链轮和链条上边两个部分。根据拉格朗日方程，建立了以上两部分的动力学模型，并分别求出其广义力矩。为了更加精确的计算销轴与其他部分的接触应力，使用有限元软件Abaqus建立了链轮-销轴和链节-销轴模型，最终得到了链轮与销轴、链节与销轴之间的最大接触应力及其位置。为后期链条零部件的选材和热

7、处理提供了一些参考。振动是影响链传动性能的主要因素。与普通滚子链传动不同，由于轨道的约束，大节距输送链的主要振动形式为沿着轨道方向的纵向振动。针对此问题，建立了大节距轨迹约束型输送链模型及其等效构型。根据多自由度系统振动原理，建立了链条的动力学模型，并求出其固有频率和主振型。根据多自由度系统强迫I振动理论，计算了链条在一个周期内的动态响应。以上分析表明大节距轨迹约束型输送链纵向振动固有频率较大，空载工况下的受迫振动响应较